• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1584-1588
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• 2018

During hyperthermia therapy, cancer cells are heated to a temperature in the range of $40{\sim}45^{\circ}C$ for a defined time period to damage these cells while keeping healthy tissues at safe temperatures. Prior to hyperthermia therapy, the amount of heat energy transferred to the cancer cells must be predicted. Among various non-invasive methods, the thermal prediction method using the specific absorption rate (SAR) is the most widely used method. The existing methods predict the thermal distribution by using a single constant for the mass density in one organ through assignment. However, because the SAR and the bio heat equation (BHE) vary with the mass density, the mass density of each organ must be accurately considered. In this study, the mass density distribution was calculated using the relationship between the Hounsfield unit and the mass density of tissues in preceding research. The SAR distribution was found using a quasi-static approximation to Maxwell's equation and was used to calculate the potential distribution and the energy distributions for capacitive RF heating. The thermal distribution during exposure to RF waves was determined by solving the BHE with consideration given to the considering contributions of heat conduction and external heating. Compared with reference data for the mass density, our results was within 1%. When the reconstructed temperature distribution was compared to the measured temperature distribution, the difference was within 3%. In this study, the density distribution and the thermal distribution were reconstructed for the agar phantom. Based on these data, we developed an algorithm that could be applied to patients.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.99-112
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• 2010

국내에서 방사선치료를 위한 선형가속기 품질관리 프로토콜은 많이 개발되어 왔지만 선형가속기를 기반으로 하는 방사선수술장비의 품질관리 프로토콜 개발은 현재까지 거의 이루어져 있지 않고 있다. 이에 본 연구는 선형가속기 기반 일체형 방사선수술장비인 노발리스의 정확도 및 정밀도를 유지하기 위하여 일간, 주간, 월간, 연간에 주기적으로 시행하여야 하는 노발리스 품질관리 프로토콜을 개발 하고 품질관리 상태의 종합적 확인을 할 수 있는 해부학적 팬텀을 제작하였다. 이를 위하여 국내외의 선형가속기를 이용하는 방사선수술 품질관리 프로토콜의 수집 및 분석을 통해 필수적인 품질관리항목과 각 항목의 허용치를 정하였다. 노발리스 품질관리 항목은 기계적 정확도 부분과 방사선 전달 부분의 2가지로 분리하고 기계적 정확도 부분은 방사선발생 장치부, 보조장치부, 그리고 미세다엽 시준기부의 3가지 부분으로 방사선 전달부분은 치료 중심점 평가와 선량학적 평가의 2가지 부분으로 나누어 작성하였다. 최종적으로 노발리스 품질관리 유지를 위하여 시행하여야 하는 일간, 주간, 월간, 연간의 노발리스 품질관리 항목 표를 완성하였다. 완성된 노발리스 품질관리항목 표는 노발리스가 방사선수술에 적합한 정확도 및 정밀도를 유지하는데 필요한 지표로서 기여 할 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권1호
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• pp.25-36
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• 1995

The purpose of this research is to develop stereotactic localization and radiation measurement system for the efficient and precise radiosurgery. The algorithm to obtain a 3-D stereotactic coordinates of the target has been developed using a Fisher CT or angio localization. The procedure of stereotactic localization was programmed with PC computer, and consists of three steps: (1) transferring patient images into PC; (2) marking the position of target and reference points of the localizer from the patient image; (3) computing the stereotactic 3-D coordinates of target associated with position information of localizer. Coordinate transformation was quickly done on a real time base. The difference of coordinates computed from between Angio and CT localization method was within 2 mm, which could be generally accepted for the reliability of the localization system developed. We measured dose distribution in small fields of NEC 6 MVX linear accelerator using various detector; ion chamber, film, diode. Specific quantities measured include output factor, percent depth dose (PDD), tissue maximum ratio (TMR), off-axis ratio (OAR). There was small variation of measured data according to the different kinds of detectors used. The overall trends of measured beam data were similar enough to rely on our measurement. The measurement was performed with the use of hand-made spherical water phantom and film for standard arc set-up. We obtained the dose distribution as we expected. In conclusion, PC-based 3-D stereotactic localization system was developed to determine the stereotactic coordinate of the target. A convenient technique for the small field measurement was demonstrated. Those methods will be much helpful for the stereotactic radiosurgery.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.1-5
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• 2015

의료용 및 산업용으로 활용하기 위한 C-밴드형 콤팩트 선형가속기의 개발이 동남권원자력의학원에서 진행되고 있다. 본 논문에서는 선형가속기 시작품에서 발생한 전자빔의 출력 측정 결과를 보고하고자 한다. 출력 측정은 물흡수선량에 대해 교정된 Exradin-A10 마커스형 평행평판형 전리함을 사용하여 물속 기준 깊이에서 IAEA TRS-398 프로토콜에 따라 흡수선량율을 결정하는 과정으로 진행되었다. 전자선 에너지가 낮은 점으로 인하여 선질지표($R_{50}$)은 필름 측정법을 써서 근사적으로 결정하였다. 결과로서 단위 펄스 진동수당의 선형가속기 전자빔의 출력은 $17.0cGy/(min{\cdot}Hz$로 나타났다. 본 연구의 결과는 개발 중인 전자가속기의 성능 평가 자료로 활용될 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권2호
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• pp.135-143
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• 2022

In SPECT image, scatter count is the cause of quantitative count error and image quality degradation. This study is to evaluate the accuracy of CT based SC(CTSC) and energy window based SC(EWSC) as the comparison with existing Non SC. SPECT/CT images were obtained after filling air in order to acquire a reference image without the influence of scatter count inside the Triple line insert phantom setting hot rod(^99mTc 74.0 MBq) in the middle and each SPECT/CT image was obtained each separately after filling water instead of air in order to derive the influence of scatter count under the same conditions. For EWSC, 9 sub-energy windows were set additionally in addition to main energy window(140 keV, 20%) and then, images were acquired at the same time and five types of EWSC including DPW(dual photo-peak window)10%, DEW(dual energy window)20%, TEW(triple energy window)10%, TEW5.0%, TEW2.5% were used. Under the condition without fluctuations in primary count, total count was measured by drawing volume of interest (VOI) in the images of the two conditions and then, the ratio of scatter count of total counts was calculated as percent scatter fraction(%SF) and the count error with image filled with water was evaluated with percent normalized mean-square error(%NMSE) based on the image filled with air. Based on the image filled with air, %SF of images filled with water to which each SC method was applied is non scatter correction(NSC) 37.44, DPW 27.41, DEW 21.84, TEW10% 19.60, TEW5% 17.02, TEW2.5% 14.68, CTSC 5.57 and the scatter counts were removed the most in CTSC and %NMSE is NSC 35.80, DPW 14.28, DEW 7.81, TEW10% 5.94, TEW5% 4.21, TEW2.5% 2.96, CTSC 0.35 and the error in CTSC was found to be the lowest. In SPECT/CT images, the application of each scatter correction method used in the experiment could improve the quantitative count error caused by the influence of scatter count. In particular, CTSC showed the lowest %NMSE(=0.35) compared to existing EWSC methods, enabling relatively accurate scatter correction.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권4호
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• pp.299-304
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• 2022

This study uses the 'S-align' function to present a reference value of the X-ray tube angle for the realization of an image similar to that of the chest PA image during chest AP radiography. This study targeted dummy phantom and used a 17"×17" DR image receptor. The irradiation conditions were 110 kVp, 160 mA, 50 ms, and the distance between the central X-ray and the image receptor was set to 180 cm and 110 cm, respectively. The end of the catheter was placed at the 11th thoracic height to indicate the nasogastric tube. In the case of lung apex length measurement, the mean value of measurement was 30.53±0.47 in PA. T 0°, TCA 5~25°, TCE 5~15° were 21.07±0.29, 27.60±0.21, 34.13±0.44, 39.86±0.31, 45.96±0.61 mm, 54.13±0.37 mm, 16.16±0.46 mm, 9.81±0.35 mm, 2.75±0.30 mm, respectively. For the depth of the catheter end, the average value measured at PA was 6.70±0.31 mm. T 0°, TCA 5~25°, TCE 5~15° were 15.72±0.38 mm, 24.10±0.50 mm, 29.24±0.86 mm, 34.35±0.35 mm, 41.06±1.08 mm, 48.07±0.38 mm, 12.85±0.25 mm, 7.92±0.36 mm, 3.01±0.39 mm, respectively. The length of the lung apex was similar to that of chest PA when the angle of incidence was adjusted from 5° to 10° in the leg direction, and the depth of the catheter tip was most similar when the X-ray tube angle was incident at 10° in the head direction. Therefore, To change the X-ray tube angle according to the purpose of the examination during the chest AP radiography using 'S-align' function is considered necessary.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권4호
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• pp.259-266
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• 1998

Nucletron사의 microSelectron-High Dose-Rate(HDR) System에서 부인암의 강내 근접치료에 사용되는 Standard shielded applicator set(SSAS)와 Fletcher-Williamson applicator set(FWAS)는 standard applicator set(SAS)와 비교해서 다른 점이 ovoids 위와 아래 부분에 방광과 직장으로 가는 선량을 줄이기 위해 각각 스테인레스 강철(밀도 ${\varrho}=8,000\;kg/m^3$)과 텅스텐 합금(밀도 ${\varrho}=14,000\;kg/m^3$)으로 차폐가 되어 있다. 이에 본 연구에서는 특별히 고안한 지지장치를 사용해서 국제방사선단위위원회(ICRU) 보고서 38에서 권고한 직장과 방광의 위치에 대하여 두 shielded ovoids의 차패효과가 어느 정도인가를 알아보고자 하였다. 지지장치를 PTW사의 전산화된 3차원 물펜톰에 부착하고 SAS의 ovoids를 지지장치에 고정하였다. Ovoids의 끝 부분을 전리함(PTW 0.125cc)의 측정점 높이와 일치시키고 전리함을 좌우로 이동시키면서 선량을 측정하여 두 ovoids의 중간 위치를 확인하였다. 직장에 미치는 선량은 ovoids의 중간에 위치한 선원 M5로부터 posterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Rl) 25(R2) 30(R3) 40(R4), 50(R5), 60(R6) mm에서 측정하였다. 방광에 미치는 선량은 M5로부터 anterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Bl), 30(B2), 40(B3), 50(B4), 60(B5) mm에서 측정하였다 위와 같은 방법으로 SSAS와 FWAS의 ovoids에서도 각각의 점들에 대한 선량을 측정하였다. SAS와 SSAS의 직장에 미치는 선량차이는 실제 임상에서의 관심 점들과 가장 가까운 25 mm(R2)와 30 mm(R3)거리에서 각각 8.0% 6.0%였고 SAS와 FWAS의 직장에 미치는 선량차이는 25 mm(R2) 와 30 mm(R3)거리에서 각각 25.0% 23.0%로 나타났다. SAS와 SSAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 m(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 8.0% 3.0%였고 SAS와 FWAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 mm(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 23.0%, 17.0%로 나타났다. SAS를 SSAS나 FWAS로 대체하였을 때 직장에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 %, FWAS는 최대 26.0 %까지 감소되고 방광에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 % FWAS는 최대 23.0%까지 감소됨을 알 수 있었고 FWAS가 SSAS 보다 차폐효과가 더 좋은 것으로 나타났으며 이 두 종류의 shielded applicator set는 부인암의 근접치료시 직장과 방광으로 가는 선량을 감소시켜 환자치료의 최적화를 이룰 수 있을 것으로 생각된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.101-107
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• 2016

최근 디지털 영상장비 개발 기술의 발전으로 인하여 중재 시술이 일반화되고 있다. 중재 영상시술은 미세한 카테터와 가이드와이어를 체내에 삽입하고 시술하는 기술적 특성으로 인하여, 시술의 효과와 안전성을 높이기위해서는 엑스선영상의 고화질이어야 한다. 이로인하여 방사선 피폭량이 증가하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 엑스선 디텍터의 성능을 개선하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 혈관 조영술을 기반으로 한 중재시술은 참조 영상 처리와 3D 의료 영상처리 기술이 요구된다. 본 논문에서는 중재시술을 지원하기 위한 가이드 시스템을 제안하고자 한다. 뇌혈관질환의 중재시술에 기존 혈관조형검사기반의 2D 의료영상이 갖고 있는 문제점을 해결하고, 중재시술 도구인 카테터와 가이드와이어의 목표 병변까지 실시간 위치 추적과 최적의 경로를 안내 해주고자 한다. 이를 위한 전체 시스템은 의료영상 획득부와 영상처리부 그리고 디스플레이 디바이스부로 구성하였다. 그리고 제안한 시스템에서 제공하는 가이드서비스의 실험환경은 브레인 팬텀(Complete intracranial model with aneurysms, ref H+N-S-A-010)을 엑스선으로 촬영하면서 실험하였다. 그리고 참조 영상을 생성하기 위해서 라프라시안 알고리즘 기반의 뇌혈관 모델링과 DICOM에서 추출한 이미지 처리를 위해 Volume ray casting 기법을 적용하였다. 그리고 카테터와 가이드와이어의 위치추적과 경로 제공을 위해 $A^*$ 알고리즘을 적용하였다. 끝으로 제안한 시스템에서 제공하는 카테터와 가이드와이어의 위치추적 수행결과를 보인다. 제안한 시스템은 향후 중재시술에 유용한 안내 서비스를 제공할 것으로 기대하고 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.161-169
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• 2001

두경부 종양의 방사선치료에서 비대칭 콜리메이터를 이용한 이분조사는 두 조사면을 겹침없이 연결시켜 조사할 수 있는 효과적인 방법이고, 동일 방사선 조사면을 분리하여 X-선과 전자선을 인접시켜 조사하는 경우는 빈번히 사용되는 방법이다. 본 연구는 X-선의 이분조사면을 이용한 두 조사면의 인접면의 선량과, X-선과 전자선 조사면의 인접면에서 선량을 측정하여 임상에 적용할 수 있는 자료를 얻고자 하였다. X-선의 반쪽 조사면의 선량측정에서 하부 전방 단일 이분조사면의 선량분포는 Y축이 0 cm인 면(콜리메이터가 닫힌 면)에서 0.5 cm, 1 cm 거리에서는 각각 개방조사 선량의 93%, 95%, 전후방 이분조사의 경우 Y축이 0 cm인 면에서 0.3 cm, 0.5 cm, 1 cm거리에서는 각각 개방조사 선량의 92%, 95%, 98%로 선량감소를 보였다. X-선과 전자선의 조사면을 인접시켰을 때 깊이 0 cm, 0.5 cm, 1.5 cm, 2 cm, 3 cm에서의 두 조사면의 인접면에서의 선량 분포의 분석에서 X-선 조사면에서 선량 증가는 깊이 1.5 cm에서 폭 7 mm에 걸쳐 있었고 최고 6%의 증가를 보였으며 다른 측정 깊이에서는 선량증가가 허용범위 내에 있었다. 그리고 전자선 조사면쪽에서 선랑 감소는 전 측정 깊이 0.5 cm-3 cm에서 각각 폭이 1mm-12.5 mm에 걸쳐 4.5%- 30%의 주변부 보다 선량감소를 보였다. 본 연구에서 이분 조사면의 선량은 콜리메이터가 닫힌 면에서 감소함을 확인하였다. 그리고 X-선과 전자선을 인접시켜 조사 할 때 두 조사면의 인접면을 중심으로 X-선 조사면 쪽에서 선량증가, 전자선 조사면쪽에서 선량 감소를 보임을 확인하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.31-39
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• 2009

목적 : 본 연구는 PRF(Proton Resonance Frequency)를 이용한 MR 온도감시 영상에서 시간 해상도를 keyhole방법 적용으로 향상시키고자하였다. 제시된 keyhole방법과 기존 온도영상 방법 사이의 비교를 위해 온도 값에 대한 RMS(Root Mean Square) 오차와 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하였다. 대상 및 방법 : PRF 방법과 GRE(Gradient Recalled Echo)를 이용하여 MR 온도영상을 구현하였으며 장비로는 임상용 1.5T MRI 장치를 이용하였다. 인체모사 조직인 2% 한천 젤 팬텀과 돼지 근육조직으로 실험을 수행하였다. 2.45GHz대역의 마이크로파 발생장치로 MR호환 동축 슬롯 안테나를 구동하여 MRI장치 내에서 대상 조직과 팬텀을 5분간 가열하였다. 가열 직후 10분 동안에 순차적으로 MR 원 데이터를 획득하였다. 획득된 원 데이터는 PC로 전송되어 전체 위상을 부호화하여 얻은 원 데이터의 바깥영역과 K-space의 중앙 영역을 각각 128, 64, 32, 16으로 위상부호화된 데이터로 keyhole영상을 재구성하였다. 256개로 전체 부호화된 자체-참조 온도영상과 RMS 오차를 비교하였으며, zero-filling 영상과 SNR비교를 하였다. 결과 : keyhole 온도 영상에서 위상부호화 수가 128, 64, 32, 16으로 줄어들수록 RMS 오차로 산출한 온도의 차이가 0.538, 0.712, 0.786, 0.845$^{\circ}C$ 만큼 증가하였으나 SNR 값은 keyhole의 위상부호화 수가 줄어도 유지되었다. 결론 : 본 연구는 고정된 매트릭스 크기에 keyhole 방법 적용을 이용하여 온도 감시에서의 시간해상도 증가와 SNR 값을 유지하는 결과를 도출하여 성공적인 적용을 보여 주었다. 본 연구를 기반으로 한 다음 연구에서는 최적화된 변수를 이용한 keyhole 방법 적용으로 최소 온도 오차의 실시간 MR 온도 감시가 가능할 것이라 예상된다.